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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃俊豪
研究生(外文):Chun-Hao Huang
論文名稱:電容箝位轉換器對電流諧波與虛功改善之研究
論文名稱(外文):Implementation of Harmonic Suppression and Reactive Power Compensation Using Flying Capacitor Converter
指導教授:林伯仁
指導教授(外文):Bor-Ren Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:電機工程系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:195
中文關鍵詞:主動式功因修正器電容箝位式轉換器磁滯控制主動式電力濾波器虛功電流諧波電力品質
外文關鍵詞:Hysteresis ControlFlying Capacitor ConverterPower Factor CorrectorActive Power FilterReactive PowerCurrent HarmonicPower Quality
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在科技發達的社會裡,許多場合需要嚴格的電源供應,但是諧波所造成的影響導致系統不穩定,甚至有可能損壞系統設備。因此,本文所提出之單相與三相四線電容箝位式轉換器,它不但可以有效地改善諧波的干擾,更能利用轉換器本身多階轉換的特性,使得元件之選擇上可以採用低耐壓元件,並且應用於電力系統中,能夠有效的抑制諧波電流、以及改善虛功,更能平衡三相電流,這也是其它被動式濾波器或傳統轉換器所不能達到的特點。
本文所提的電容箝位轉換器有低元件耐壓選擇,雙向性功率傳輸,體積小,容易實現等優點,並以模擬與實驗同時做相互之驗證,證明了電容箝位轉換器對於電力品質中,電流諧波與虛功有良好的改善特性。
The switching mode power supplies are widely used in the modern industry products. However, harmonic would cause system unstable, and even damage the equipment. In this thesis, a single-phase and a three-phase converter are proposed to achieve good protection from harmonic interference. The multilevel topology based on flying capacitor us used in the adopted converter to obtain harmonic elimination and reactive power compensation.
The flying capacitor converter mentioned in the thesis has the advantages of a low voltage stress and light passive components. Both simulation and experiments have been done to verify the effectiveness of adopted control scheme.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
符號說明 xv
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 6
1.3 論文綱要 7
第二章 電力濾波器概論 8
2.1 諧波 8
2.2 被動式電力濾波器 11
2.3 主動式濾波器概述 13
2.3.1 單方向性主動功率因數修正器 14
2.3.2 雙方向性主動功率因數修正器 15
2.3.3 主動式電力濾波器 17
第三章 主動式濾波器之原理 19
3.1 單相並聯式主動電力濾波器 20
3.2 三相四線並聯式主動電力濾波器 22
第四章 電容箝位轉換器電路分析 24
4.1 單相半橋電容箝位式轉換器 24
4.2 電路分析 27
4.2.1 狀態一:S1導通,S2導通 29
4.2.2 狀態二:S1截止,S2導通 31
4.2.3 狀態三:S1導通,S2截止 35
4.2.4 狀態四:S1截止,S2截止 39
第五章 單相系統控制模型 43
5.1 主動功因修正器系統控制模型 43
5.2 主動電力濾波器系統控制模型 49
第六章 三相四線電容箝位轉換器電路分析與控制模型 53
6.1 三相四線式交流對直流轉換器 53
6.2 電路分析 55
6.3 系統控制模型 58
第七章 模擬軟體與各實驗設備介紹 61
7.1 模擬軟體之概述 61
7.2 DSP之介紹 63
7.3 週邊硬體設計 66
7.3.1 脈波寬度調變(PWM) 66
7.3.2 並列I/O介面 66
7.3.3 相位鎖定迴路 67
7.3.4 磁滯比較電路 68
7.3.5 電流擷取電路 69
7.3.6 電壓迴授電路 70
7.4 系統整合 71
7.4.1 硬體規劃 71
7.4.2 軟體流程 73
第八章 單相電容箝位轉換器模擬結果 76
8.1 主動功因修正器 76
8.2 並聯式主動電力濾波器 83
第九章 三線四線式電容箝位轉換器模擬與實驗結果 87
9.1 輸入電壓平衡、各相負載電流平衡 88
9.1.1 輸入電壓平衡、各相負載電流平衡—模擬部份 89
9.1.2 輸入電壓平衡、各相負載電流平衡—實驗部份 105
9.2 輸入電壓平衡、各相負載電流不平衡 118
9.2.1 輸入電壓平衡、各相負載電流不平衡—模擬部份 118
9.2.2 輸入電壓平衡、各相負載電流不平衡—實驗部份 127
9.3 輸入電壓不平衡、各相負載電流平衡 135
9.3.1 輸入電壓不平衡、各相負載電流平衡—模擬部份 135
9.3.2 輸入電壓不平衡、各相負載電流平衡—實驗部份 139
9.4 輸入電壓不平衡、各相負載電流不平衡 143
9.4.1 輸入電壓不平衡、各相負載電流不平衡—模擬部份 143
9.4.2 輸入電壓不平衡、各相負載電流不平衡—實驗部份 147
9.5 輸入電壓平衡、整合性負載 151
9.5.1 輸入電壓平衡、整合性負載—模擬部份 152
9.5.2 輸入電壓平衡、整合性負載—實驗部份 156
第十章 結論與展望 160
參考文獻 161
附錄A 相關硬體電路實體照片 165
附錄B 已發表之相關論文 177
自傳 178
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